المشي في قارب: لماذا تكون الإزاحة أقل من مسافة المشي؟

المشي في قارب يحركه أيضًا. [1]

الخلاصة السريعة

القارب يعاكس حركة الشخص؛ إزاحة الشخص بالنسبة إلى الشاطئ أقل من مشيه على القارب. [1][2]

• الشخص والقارب نظام ساكن أولًا. كتلتاهما ثابتتان؛ نهمل كل تأثير أفقي للماء والهواء. القارب صلب يتحرك أفقيًا دون دوران، والشخص يبقى عليه؛ تماس القدم بالقارب قوة داخلية. [1]
• M كتلة القارب وm كتلة الشخص، موجبتان بالكيلوغرام. موضع مركز القارب xb وموضع مركز كتلة الشخص xp بالمتر في إطار الشاطئ؛ اليمين موجب. مركز النظام X=(Mxb+mxp)/(M+m) يبقى ثابتًا. [1]
• s=xp−xb موضع الشخص بالنسبة إلى مركز القارب. للمشي يمينًا دون رجوع، L=Δs الإزاحة على القارب، وΔxp=Δxb+L. الرمز Δ يعني النهائي ناقص الابتدائي؛ L بالمتر. [2]
• ثبات X يعطي MΔxb+mΔxp=0. بالتعويض: Δxb=−mL/(M+m)، وΔxp=ML/(M+m). السالب حركة القارب يسارًا؛ مجموع مقداري الإزاحتين يساوي L عندما L>0. [1][2]
• مثال افتراضي M=150kg وm=50kg وL=4m: القارب Δxb=−1m والشخص Δxp=+3m بالنسبة إلى الشاطئ. فحص المركز: 150(−1)+50(3)=0؛ الأربع أمتار مقيسة على القارب المتحرك. [1][2]
• عودة الشخص لموضعه الأول على القارب تعيد القارب أيضًا. الإزاحة النسبية الكلية صفر؛ النتيجة لا تعتمد على زمن المشي أو سرعته، ضمن الشروط نفسها. [1][2]

المراجع

1. مركز الكتلة
2. الحركة النسبية

التصادم والزخم

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.